Планетарная коробка передач 10r4

Изобретение относится к десятиступенчатой соосной планетарной коробке передач. Коробка передач содержит валы с зубчатыми венцами и восемь муфт переключения на входе и выходе двух планетарных механизмов. Достигается снижении габаритов и металлоемкости. 2 ил.

 

Изобретение относится к транспортному машиностроению, к трансмиссии транспортных машин, к НТС (наземные транспортные системы), в том числе, СДМ (строительные и дорожные машины), тракторы, автомобили и т.д.

Известны агрегаты трансмиссии - КП (коробки передач) со ступенчатым изменением передаточных чисел, содержащие шестерни, валы, опоры, устройства переключения передач, применяемые на отечественных и зарубежных автомобилях. (1. Осепчугов В.В., Фрумкин А.К. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета. - М.: Машиностроение, 1989. - 304 с. 2. Некрасов В.И. Многоступенчатая трансмиссия. Конструкция, конструирование и расчет: Учеб. пособие. - Курган, Изд-во Курганского гос. ун-та, 2001. - 155 с.).

Эти агрегаты конструктивно сложны и металлоемки.

Современные НТС требуют применения КП (коробок передач) с большим диапазоном, равным отношению передаточных чисел низшей и высшей передач, которые за счет выбора необходимого передаточного числа в трансмиссии обеспечивают возможность работы ДВС (двигателя внутреннего сгорания) на оптимальном режиме с минимальным расходом топлива и выделением экологически вредных веществ.

Недостаток КП традиционной компоновки заключается в том, что для каждой передачи переднего хода они требуют свою пару шестерен, а для заднего хода - три или четыре шестерни. Ряды шестерен приводят к увеличению продольного габарита и металлоемкости КП. Цилиндрические зубчатые передачи имеют ограниченную нагрузочную способность из-за однопарного (однопоточного) зацепления, при увеличении передаваемого крутящего момента необходимо увеличивать межцентровое (межосевое) расстояние, что увеличивает поперечные габариты КП.

Требованию снижения металлоемкости машин из всех видов механических передач наиболее полно удовлетворяют планетарные передачи, отличающиеся малыми габаритами и массой. Это связано с эффектом многопоточности и с применением внутреннего зацепления.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является ПКП (планетарная КП) с двумя ПМ от гидромеханической передачи (1. рис.67, с. 92, 93).

ПКП образована двумя элементарными, одинаковыми по параметрам планетарными рядами. ПКП состоит из корпуса, в котором соосно установлены первичный и вторичный валы. На валах ПКП расположены два ряда шестерен простых трехзвенных ПМ, а также три фрикционные муфты и два ленточных тормозных механизма.

Недостаток рассмотренной конструкции заключается в том, что она обеспечивает только три передачи переднего хода и одну передачу заднего хода (1. с. 94).

Простой ПМ (планетарный механизм) состоит из трех звеньев: солнечная шестерня (a), эпициклическое колесо (b) и водило (h) с сателлитами.

ПМ характеризуется внутренним параметром K=Z_b/Z_a=1,5-5, который равен отношению числа зубьев эпициклического колеса Z_b к числу зубьев солнечной шестерни Z_a. Меньшее значение K ограничивается минимальными размерами сателлитов, большее - солнечной шестерни.

Простой ПМ, помимо дифференциала, в основном, применяют как одноступенчатый колесный редуктор двойной разнесенной ГП (главной передачи) ведущего моста автомобиля (1. рис. 110, с. 138) или двухступенчатый редуктор - демультипликатор на выходе МКП (2. рис. 27, с. 44; рис. 28, г).

Недостаток такого ПМ заключается в том, что он реализует только две передачи: прямую при блокировке ПМ за счет соединения муфтой переключения двух звеньев: эпициклического колеса (b) и водила (h) и медленную в режиме U_ah^b=K+1. Где U - передаточное число, индекс вверху - остановленное звено, индексы внизу - звенья входа и выхода крутящего момента. Остановлено эпициклическое колесо (b), крутящий момент подается на солнечную шестерню (a) и снимается с водила (h).

Задача, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в улучшении эксплуатационных характеристик НТС при снижении габаритов и металлоемкости трансмиссионного агрегата.

Поставленная задача решается за счет более полного использования кинематических возможностей простого трехзвенного ПМ.

Сущность предлагаемого устройства заключается в том, что планетарная коробка передач содержит корпус с установленными в нем первичным и вторичным валами, двумя простыми трехзвенными планетарными механизмами, каждый состоит из водила с сателлитами, зацепленными с солнечной шестерней и эпициклическим колесом, при этом в опорах корпуса коробки передач с внутренними стенками между первичным и вторичным валами соосно установлены валы: привода солнечной шестерни первого планетарного механизма, промежуточный, привода солнечной шестерни второго планетарного механизма; на валах привода солнечной шестерни с зубчатыми венцами на торцах свободно установлены входной и выходной трубчатые валы водила с зубчатыми венцами, на выходных валах расположены коаксиальные валы корпуса эпициклического колеса также с зубчатыми венцами; на стенках корпусов планетарных механизмов рядом с зубчатыми венцами входных и выходных валов закреплены зубчатые венцы с муфтами остановки водила или эпициклического колеса; на первичном, вторичном и промежуточном валах также закреплены зубчатые венцы, на которых расположены муфты переключения.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с типовыми конструкциями обеспечивает десять передач переднего хода и четыре передачи заднего хода с высоким диапазоном D=U₁/U₁₀=11,27/0,089=127 при снижении габаритов и металлоемкости, что обеспечивает расширение эксплуатационных характеристик НТС.

На фиг. 1 изображена схема ПКП (планетарной коробки передач) с двумя простыми трехзвенными ПМ (планетарными механизмами), валы входа, выхода и остановки двух звеньев ПМ с зубчатыми венцами и восьмью муфтами переключения. В верхней части муфты переключения показаны в состоянии 1-й передачи заднего хода 1R U_ba^h, в нижней части - 1-я передача переднего хода U_ah^b.

На фиг. 2 показана лучевая диаграмма работы ПКП для K₁=1,62 и K₂=3,3. На горизонтальной шкале в логарифмическом масштабе отложены величины передаточных чисел КП. Вертикальный луч указывает на прямую передачу крутящего момента. Луч направо характеризует замедляющий режим работы ПМ, чем положе луч, тем выше величина передаточного числа. Луч налево характеризует ускоряющий режим работы ПМ, чем положе луч, тем ниже величина передаточного числа. Лучевые диаграммы удобны для понимания работы КП, так как величина каждого луча постоянна на всех участках диаграммы. Над и под лучевой диаграммой приведены таблицы положений муфт переключения на различных передачах. В верхней части таблицы показаны состояния двух ПМ. Ниже - положения семи муфт переключения: A-H.

В опорах корпуса ПКП (планетарной коробки передач) 1 с внутренними стенками 2-6 соосно установлены валы с закрепленными на них зубчатыми венцами. На первичном валу 7 закреплен венец 8, на торцах вала 9 привода солнечной шестерни первого ПМ входной венец 10 и выходной венец 11; на промежуточном валу 12, установленном в опоре внутренней стенки 4, входной трехпозиционный венец 13 и выходной венец 14; на торцах вала 15 привода солнечной шестерни второго ПМ входной венец 16 и выходной венец 17, на вторичном валу 18 трехпозиционный венец 19. В средней части вала 9 закреплена солнечная шестерня 20 (a) первого ПМ, которая зацеплена сателлитами 21 водила 22 (h) с эпициклическим колесом 23 (в). На валу 9 свободно установлены трубчатые валы водила 22 (h): в опоре внутренней стенки 2 входной вал 24 с зубчатым венцом 25 и выходной вал 26 с зубчатым венцом 27. На выходе корпуса 28 эпициклического колеса 23 (b) закреплен выходной коаксиальный вал 29 с зубчатым венцом 30. На передней внутренней стенке 2 рядом с зубчатым венцом 25 расположен зубчатый венец 31, на задней внутренней стенке 3 рядом с зубчатым венцом 30 расположен зубчатый венец 32. В средней части вала 15 закреплена солнечная шестерня 33 (a) второго ПМ, которая зацеплена сателлитами 34 водила 35 (h) с эпициклическим колесом 36 (е). На валу 15 свободно установлены трубчатые валы водила 35 (h): в опоре внутренней стенки 5 входной вал 37 с зубчатым венцом 38 и выходной вал 39 с зубчатым венцом 40. На выходе корпуса 41 эпициклического колеса 36 (b) закреплен выходной коаксиальный вал 42 с зубчатым венцом 43. На передней внутренней стенке 5 второго ПМ рядом с зубчатым венцом 38 расположен зубчатый венец 44, на задней внутренней стенке 6 рядом с зубчатым венцом 43 расположен зубчатый венец 45. Муфта переключения 46 (А) установлена на зубчатом венце 8 на выходе первичного вала 7 для выборочного соединения с зубчатым венцом 10 привода солнечной шестерни 20 (a), с зубчатым венцом 25 привода водила 22 (h). Муфта переключения 47 (В) расположена на зубчатом венце 31 передней внутренней стенки 2 для остановки водила 22 (h) зубчатым венцом 25, выключенное состояние (П) обеспечивается ее перемещением к стенке 2. Муфта переключения 48 (С) расположена на зубчатом венце 32 задней внутренней стенки 3 для остановки эпициклического колеса 23 (b) зубчатым венцом 30, выключенное состояние (Л) обеспечивается ее перемещением к стенке 3. Муфта переключения 49 (D) установлена на зубчатом венце 13 на входе промежуточного вала 12 для выборочного соединения с зубчатым венцом 30 выходного коаксиального вала 29 эпициклического колеса 23 (b) или с зубчатым венцом 27 выходного трубчатого вала 26 водила 22 (h) или с зубчатым венцом 11 вала 9, нейтральное (H) состояние обеспечивается установкой муфты между венцами или ее перемещением в крайнее правое положение. Муфта 50 (E) расположена на зубчатом венце 14 на выходе промежуточного вала 12 для привода солнечной шестерни 33 второго ПМ при соединении с зубчатым венцом 16 вала 15 или для привода водила 35 при соединении с зубчатым венцом 38 трубчатого входного вала 37, нейтральное (H) состояние обеспечивается установкой муфты между зубчатыми венцами или ее перемещением в крайнее левое положение. Муфта переключения 51 (F) расположена на зубчатом венце 44 передней внутренней стенки 5 второго ПМ для остановки водила 35 (h) зубчатым венцом 38, выключенное состояние (П) обеспечивается ее перемещением к стенке 5. Муфта переключения 52 (G) расположена на зубчатом венце 45 задней внутренней стенки 6 для остановки эпициклического колеса 36 (b) зубчатым венцом 43, выключенное состояние (Л) обеспечивается ее перемещением к стенке 6. Трехпозиционная муфта переключения 53 (Н) установлена на зубчатом венце 19 на входе вторичного вала 18 для выборочного соединения с зубчатым венцом 43 выходного коаксиального вала 42 эпициклического колеса 36 (b) или с зубчатым венцом 40 выходного трубчатого вала 39 водила 35 (h) или с зубчатым венцом 17 вала 15, нейтральное (H) состояние обеспечивается установкой муфты между венцами или ее перемещением в крайнее правое положение.

Простой трехзвенный ПМ (планетарный механизм) может обеспечить пять передач без изменения направления вращения, две передачи заднего хода и три передачи в интегральных (суммирующих) режимах, когда крутящий момент подается на два звена ПМ с различной частотой вращения, а снимается с третьего звена. В рассматриваемой КП интегральные (суммирующие) режимы не используем.

1-я передача ПМ: U_ah^b=K+1; 2-я передача ПМ: U_bh^a=(K+1)/K;

3-я передача ПМ: Прямая U=1,0;

4-я передача ПМ: U_hb^a= K/(K+1); 5-я передача ПМ: U_ha^b=1/(K+1);

1-я задняя передача ПМ: U_ab^h=-K; 2-я задняя передача ПМ: U_ba^h=-(1/K).

Знак «минус» указывает на изменение направления вращения на выходе по сравнению с входом.

Из рассмотренных передач в ПКП используем 1-ю, 3-ю, 5-ю и 1-ю передачу заднего хода. Для первого ПМ K₁=1,62; для второго ПМ K₂=3,3.

При K₁=1,62 получим: U_ah^b=K₁+1=2,62; lq 2,62=0,42;

U=1,0; lq 1,0=0,0.

U_ha^b=1(K₁+1)=1/2,62=0,38; lq 0,38=-0,42.

U_ab^h=-K₁=1,62; lq 1,62=0,21.

При K₂=3,3 получим: U_ah^b=K₂+1=4,3; lq 4,3=0,63;

U=1,0; lq 1,0=0,0.

U_ha^b=1(K₂+1)=1/4,3=0,23; lq 0,23=-0,63.

U_ab^h=-K₂=3,3; lq 3,3=0,52.

Устройство работает следующим образом.

Первая передача

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этот режим обозначен двумя лучами U_ah^b направо вверх: луч от т. 0, затем пологий луч к т. 1.

Над этой точкой показаны состояния муфт переключения (см. фиг. 1, верхнее положение муфт): A и E - левое (Л); В, С, F и G - правое (П), D и Н - среднее (C). В верхней части таблицы показано U_ah^b состояние ПМ.

Эпициклическое колесо 23 (b) первого ПМ остановлено муфтой 48 (С), которая замкнула зубчатые венцы 32 задней внутренней стенки 3 и 30 коаксиального вала 29 корпуса 28 эпициклического колеса 23. Эпициклическое колесо 36 (b) второго ПМ остановлено муфтой 52 (G), которая замкнула зубчатые венцы 45 задней внутренней стенки 6 и 43 коаксиального вала 42 корпуса 41 эпициклического колеса 36. Крутящий момент (фиг. 1) от первичного вала 7, зубчатого венца 8 муфтой 46 (А) передается валом 9 на солнечную шестерню 20 (a). Солнечная шестерня 20 (a) вращает сателлиты 21, которые, обкатываясь по эпициклическому колесу 23 (b), вращают водило 22 (h) с пониженной частотой, но с увеличенным крутящим моментом. Трубчатым валом 26, зубчатым венцом 27, муфтой 49 (D) крутящий момент поступает на зубчатый венец 13 промежуточного вала 12, затем зубчатым венцом 14, муфтой 50 (Е) передается на зубчатый венец 16 и валом 15 на солнечную шестерню 33 (a) второго ПМ. Солнечная шестерня 33 (a) вращает сателлиты 34, которые, обкатываясь по эпициклическому колесу 36 (b), вращают водило 35 (h) с пониженной частотой, но с увеличенным крутящим моментом. Трубчатым валом 39, зубчатым венцом 40, муфтой 53 (Н) крутящий момент поступает на зубчатый венец 19 и вторичный вал 18.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 1-й передачи

U_1п=(K₁+1)(K₂+1)=2,62*4,3=11,27; lq 11,27=1,05.

Вторая передача

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этот режим обозначен лучом U_ab^h первого ПМ от т. 0 направо вниз и пологим лучом U_ab^h направо вверх, далее пунктирная линия к т. 2 на верхней горизонтали.

Состояние обоих ПМ изменилось U_ab^h=-K. Оба ПМ работают в режиме заднего хода, образуя передачу переднего хода.

Все муфты в левом (Л) положении.

Водило первого ПМ остановлено муфтой 47 (В), которая замкнула зубчатый венец 31 передней стенки 2 и зубчатый венец 25 трубчатого вала 24 водила 22. Водило второго ПМ остановлено муфтой 51 (F), которая замкнула зубчатый венец 44 передней стенки 5 и зубчатый венец 38 трубчатого вала 37 водила 35. Крутящий момент (фиг. 1) передается на солнечную шестерню 20 (a) как на 1-й передаче переднего хода. Солнечная шестерня 20 (a) вращает сателлиты 21, которые, вращаясь на осях водила 22 (h), вращают эпициклическое колесо 23 (b) в противоположном направлении с пониженной частотой вращения, но с увеличенным крутящим моментом. Далее как на 1-й передаче до солнечной шестерни 33 второго ПМ. Солнечная шестерня 33 (a) вращает сателлиты 34, которые, вращаясь на осях водила 35 (h), вращают эпициклическое колесо 36 (b) в противоположном направлении с пониженной частотой вращения, но с увеличенным крутящим моментом. Коаксиальным валом 42, зубчатым венцом 43, муфтой 53 (Н) крутящий момент поступает на зубчатый венец 19 и вторичный вал 18.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 2-й передачи

U_2п=(K₁)(K₂)=1,62*3,3=5,35; lq 5,35=0,73.

Третья передача

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этот режим обозначен двумя лучами: вертикальный луч от т. 0, затем пологий луч U_ah^b направо вверх к т. 3.

По сравнению с 1-й передачей переключаем муфты А и С из левого положения в правое (П); произошла замена звеньев входа первого ПМ - крутящий момент поступает на водило 22 - ПМ работает на прямой передаче.

Крутящий момент от первичного вала 7 и зубчатого венца 8 муфтой A передается на зубчатый венец 25, трубчатый вал 25 и водило 22, далее как на 1-й передаче.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 3-й передачи

U_3п=(K₂+1)=4,3; lq 4,3=0,63.

Четвертая передача

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этот режим обозначен двумя лучами: от т. 0 луч U_ah^b направо вверх, затем вертикальный луч к т. 4.

По сравнению с 3-й передачей переключаем муфты A и G из правого положения в левое (Л), муфты C и E из левого в правое (П); произошла замена состояний ПМ: 1-й ПМ в состоянии 1-й передачи, 2-й ПМ работает на прямой передаче.

Крутящий момент от первичного вала 7 и зубчатого венца 8 до муфты E передается как на 1-й передаче, затем на зубчатый венец 38, трубчатый вал 37 и водило 35, далее как на 1-й и 3-й передачах.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 4-й передачи

U_4п=(K₁+1)=2,62; lq 2,62=0,42.

Пятая передача

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этот режим обозначен двумя лучами: луч U_ha^b от т. 0 налево вверх, затем пологий луч направо вверх к т. 5.

Над этой точкой показаны состояния муфт переключения: Н - среднее (С), Е - левое (Л), остальные - правое (П). В верхней части таблицы показаны состояние ПМ: U_ha^b и U_ah^b.

Эпициклические колеса 23 (b) первого ПМ и 36 (b) второго ПМ остановлены как на 1-й передаче. Крутящий момент (фиг. 1) от первичного вала 7, зубчатого венца 8 муфтой 46 (А) передается на зубчатый венец 25, трубчатый вал 24 и водило 22. Водило 22 вращает сателлиты 21, которые, обкатываясь по эпициклическому колесу 23 (b), вращают солнечную шестерню 20 с повышенной частотой, но с уменьшенным крутящим моментом. Валом 9, зубчатым венцом 11, муфтой 49 (D) крутящий момент поступает на зубчатый венец 13 промежуточного вала 12, затем как на 1-й и 3-й передачах.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 5-й передачи

U_5п=[1/(K₁+1)](K₂+1)=(1/2,62)*4,3=1,64; lq 1,64=0,215.

Шестая передача - прямая

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя вертикальными лучами от т. 0 до т. 6.

Переключаем муфты C и G из правого положения в левое (Л), муфту D из правого положения в среднее (С), муфту E из левого положения в правое (П). Оба ПМ в состоянии прямой передачи по водилу.

Крутящий момент (фиг. 1) от первичного вала 7 до зубчатого венца 14 передается как на 3-й передаче, далее как на 4-й передаче.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 6-й передачи

U_6п=1,0; lq 1,0=0,0.

Седьмая передача

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этот режим обозначен двумя лучами: от т. 0 луч U_ah^b направо вверх, затем пологий луч U_ha^b налево вверх к т. 7.

По сравнению с 6-й передачей переключаем муфту A из правого положения в левое (Л), муфты С и G из левого в правое (П), муфту Н из среднего в правое (П) положение; произошла замена состояний ПМ: 1-й ПМ в состоянии 1-й и 4-й передач, 2-й ПМ в состоянии U_ha^b.

Крутящий момент от первичного вала 7 и зубчатого венца 8 до муфты E передается как на 1-й и 3-й передачах, затем на зубчатый венец 38, трубчатый вал 37 и водило 35. Сателлиты 34 вращаются относительно остановленного эпициклического колеса 36, вращают солнечную шестерню 33, вал 15, от зубчатого венца 17 муфтой Н на зубчатый венец 19 и вторичный вал 18.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 7-й передачи

U_7п=(K₁+1)[1/(K₂+1)]=2,62*(1/4,3)=0,61; lq 0,61=-0,215.

Восьмая передача

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этот режим обозначен двумя лучами: луч U_ha^b от т. 0 налево вверх, затем вертикальный луч к т. 8.

Над этой точкой показаны состояния муфт переключения: H - среднее (С), G - левое (Л), остальные - правое (П). В верхней части таблицы показаны состояние ПМ: U_ha^b и U=1,0.

Эпициклическое колесо 23 (b) первого ПМ остановлено как на 1-й, 3-й, 5-й и 7-й передачах. Крутящий момент (фиг. 1) от первичного вала 7 до муфты E передается как на 5-й передаче, далее как на 4-й и 6-й передачах.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 8-й передачи

U_8п=[1/(K₁+1)]=(1/2,62)=0,38; lq 0,38=-0,42.

Девятая передача

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами: от т. 0 вертикальный луч, затем U_ha^b налево вверх до т. 9.

Переключаем муфту C из правого положения в левое (Л), муфту D из правого положения в среднее (С), муфту G из левого положения в правое (П) и муфту Н из среднего положения в правое (П). Первый ПМ в состоянии прямой передачи, второй ПМ в состоянии U_ha^b.

Крутящий момент (фиг. 1) от первичного вала 7 до зубчатого венца 14 передается как на 3-й и 6-й передачах, далее как на 7-й передаче.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 9-й передачи

U_9п=[1/(K₂+1)]=1/4,3=0,23; lq 0,23=-0,63.

Десятая передача

На лучевой диаграмме эта передача представлена двумя лучами U_ha^b от т. 0 налево вверх до т. 10.

Все муфты в правом положении (П). Оба ПМ в состоянии U_ha^b.

Крутящий момент (фиг. 1) от первичного вала 7 до зубчатого венца 14 передается как на 5-й и 8-й передачах, далее как на 9-й передаче.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 10-й передачи

U_10п=[1/(K₁+1)][1/(K₂+1)]=(1/2,62)(1/4,3)=0,089; lq 0,089=-1,05.

Первая передача заднего хода 1R

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этот режим обозначен двумя лучами: от т. 0 луч U_ah^b направо вверх, затем пологий луч U_ab^h направо вниз и пунктирная линия к т. 1R.

Под этой точкой показаны состояния муфт переключения: А, Е, F, G и Н - левое (Л), В, С,- правое (П), D - среднее (С). В нижней части таблицы показаны U_ab^h и U_ab^h состояния ПМ.

Водило 35 второго ПМ остановлено муфтой F, которая замкнула зубчатые венцы 44 передней внутренней стенки 5 и 38 трубчатого вала 37 водила 35. Крутящий момент (фиг. 1) от первичного вала 7 до муфты E передается как на 1-й передаче переднего хода. Солнечная шестерня 33 (a) вращает сателлиты 34, которые, вращаясь на осях водила 35, вращают эпициклическое колесо 36 (b), корпус 41, коаксиальный вал 42 в направлении противоположном вращению солнечной шестерни с пониженной частотой, но с увеличенным крутящим моментом. От зубчатого венца 43 муфтой Н крутящий момент поступает на зубчатый венец 19 и вторичный вал 18.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 1-й передачи заднего хода 1R

U_1R=(K₁+1)(K₂)=2,62*3,3=8,65; lq 8,65=0,94.

Вторая передача заднего хода 2R

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этот режим обозначен двумя лучами: от т. 0 вертикальный луч, затем пологий луч U_ab^h направо вниз и пунктирная линия к т. 2R.

Переключаем муфту A из левого положения в правое (П), муфту C из правого положения в левое (Л). В нижней части таблицы показаны состояния ПМ U=1,0 и U_ab^h.

Крутящий момент (фиг. 1) от первичного вала 7 до муфты E передается как на 3-й, 6-й и 9-й передачах переднего хода, затем как на 1-й передаче заднего хода 1R.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 2-й передачи заднего хода 2R

U_2R=U_ab^h=K₂=3,3; lq 3,3=0,52.

Третья передача заднего хода 3R

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этот режим обозначен крутым лучом U_ab^h от т. 0 направо вниз к т. 3R.

Муфты A, B, C, D и G в левом (Л) положении, муфты Е и F в правом (П), муфта H в среднем (С) положении.

Водило 22 (h) остановлено муфтой 47 (В), которая замкнула зубчатые венцы 31 передней внутренней стенки 2 и 25 трубчатого входного вала 24. Крутящий момент (фиг. 1) передается на солнечную шестерня 20 (a), которая сателлитами 21 вращает эпициклическое колесо 23 (b) в противоположном направлении с увеличенной частотой вращения, но с пониженным крутящим моментом. Далее коаксиальным валом 29, зубчатым венцом 30, муфтой D на зубчатый венец 13 промежуточного вала 12, затем как на 4-й, 6-й и 8-й передачах переднего хода.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 3-й передачи заднего хода 3R

U_3R=U_ba^h=K₁=1,62; lq 1,62=0,21.

Четвертая передача заднего хода 4R

На лучевой диаграмме (фиг. 2) этот режим обозначен двумя лучами: от т. 0 луч U_ha^b налево вверх, затем пологий луч U_ab^h направо вниз и пунктирная линия к т. 4R.

Переключаем муфты A, B, C и D из левого положения в правое (П) положение, муфты E и F из правого положения в левое (Л), муфту H из среднего положения в левое (Л). В нижней части таблицы показаны состояния ПМ U_ha^b и U_ab^h.

Крутящий момент (фиг. 1) от первичного вала 7 до муфты E передается как на 5-й, 8-й и 10-й передачах переднего хода, затем как на 1-й и 2-й передачах заднего хода 1R и 2R.

При K₁=1,62 и K₂=3,3 передаточное число 4-й передачи заднего хода 4R

U_4R=U_ha^b U_ba^h=[1/(K₁+1)] K₂=(1/2,62) 3,3=1,26; lq 1,26=0,1.

Диапазон КП составит D=U₁/U₁₀=11,27/0,089=127.

Изменение K изменит кинематические характеристики КП.

Близкое к оптимальному распределение передаточных чисел по диапазону получим при K₁=3,0 и K₂=1,5.

Получили компактный трансмиссионный агрегат малой металлоемкости, что создает лучшие условия для компоновки двигателя и трансмиссии. Обеспечили расширение эксплуатационных характеристик транспортного средства за счет увеличения диапазона и числа передач.

Обозначения:

1 - корпус планетарной КП (коробки передач);

2 - внутренняя передняя стенка первого ПМ (планетарного механизма);

3 - внутренняя задняя стенка первого ПМ;

4 - внутренняя стенка с опорой промежуточного вала;

5 - внутренняя передняя стенка второго ПМ;

6 - внутренняя задняя стенка второго ПМ;

7 - первичный вал;

8 - зубчатый венец, закрепленный на первичном валу 7;

9 - вал привода солнечной шестерни первого ПМ;

10 - входной зубчатый венец вала привода солнечной шестерни первого ПМ;

11 - выходной зубчатый венец вала привода солнечной шестерни первого ПМ;

12 - промежуточный вал;

13 - входной трехпозиционный зубчатый венец промежуточного вала 12;

14 - выходной зубчатый венец промежуточного вала 12;

15 - вал привода солнечной шестерни второго ПМ;

16 - входной зубчатый венец вала привода солнечной шестерни второго ПМ;

17 - выходной зубчатый венец вала привода солнечной шестерни второго ПМ;

18 - вторичный вал;

19 - зубчатый венец, закрепленный на вторичном валу 18;

20 (a) - солнечная шестерня первого ПМ;

21 - сателлиты на осях водила 22;

22 (h) - водило первого ПМ;

23 (b) - эпициклическое колесо первого ПМ;

24 - трубчатый входной вал водила 22 (h);

25 - зубчатый венец трубчатого вала 24 на входе водила 22 (h);

26 - трубчатый выходной вал водила 22 (h);

27 - зубчатый венец трубчатого вала 26 на выходе водила 22 (h);

28 - корпус эпициклического колеса 23;

29 - выходной коаксиальный вал корпуса 28 эпициклического колеса 23;

30 - зубчатый венец выходного коаксиального вала 29;

31 - зубчатый венец передней внутренней стенки 2;

32 - зубчатый венец задней внутренней стенки 3;

33 (a) - солнечная шестерня второго ПМ;

34 - сателлиты на осях водила 35;

35 (h) - водило второго ПМ;

36 (b) - эпициклическое колесо второго ПМ;

37 - трубчатый входной вал водила 35 (h);

38 - зубчатый венец трубчатого вала 37 на входе водила 35 (h);

39 - трубчатый выходной вал водила 35 (h);

40 - зубчатый венец трубчатого вала 39 на выходе водила 35 (h);

41 - корпус эпициклического колеса 36;

42 - выходной коаксиальный вал корпуса 41 эпициклического колеса 36;

43 - зубчатый венец выходного коаксиального вала 42;

44 - зубчатый венец передней внутренней стенки 5 второго ПМ;

45 - зубчатый венец задней внутренней стенки 6;

46 (А) - муфта переключения на зубчатом венце 8 на выходе первичного вала 7;

47 (В) - муфта остановки водила 22 первого ПМ на зубчатом венце 31 передней внутренней стенки 2;

48 (С) - муфта остановки эпициклического колеса 23 первого ПМ на зубчатом венце 32 задней внутренней стенки 3;

49 (D) - муфта переключения на зубчатом венце 13 входа промежуточного вала 12;

50 (Е) - муфта переключения на зубчатом венце 14 выхода промежуточного вала 12;

51 (F) - муфта остановки водила 35 второго ПМ на зубчатом венце 44 передней внутренней стенки 5;

52 (G) - муфта остановки эпициклического колеса 36 второго ПМ на зубчатом венце 45 задней внутренней стенки 6;

53 (Н) - трехпозиционная муфта переключения на зубчатом венце 19 вторичного вала 18.

Планетарная коробка передач, содержащая корпус с установленными в нем первичным и вторичным валами, двумя простыми трехзвенными планетарными механизмами, каждый состоит из водила с сателлитами, зацепленными с солнечной шестерней и эпициклическим колесом, отличающаяся тем, что в опорах корпуса коробки передач с внутренними стенками между первичным и вторичным валами соосно установлены валы: привода солнечной шестерни первого планетарного механизма, промежуточный, привода солнечной шестерни второго планетарного механизма; на валах привода солнечной шестерни с зубчатыми венцами на торцах свободно установлены входной и выходной трубчатые валы водила с зубчатыми венцами, на выходных валах расположены коаксиальные валы корпуса эпициклического колеса также с зубчатыми венцами; на стенках корпусов планетарных механизмов рядом с зубчатыми венцами входных и выходных валов закреплены зубчатые венцы с муфтами остановки водила или эпициклического колеса; на первичном, вторичном и промежуточном валах также закреплены зубчатые венцы, на которых расположены муфты переключения.